專利名稱：硫鐵礦沸騰爐摻燒硫化氫酸性氣體的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于硫酸生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，特別適用于用H2S酸性氣體生產(chǎn)硫酸。
背景技術(shù)：
通常情況下，處理H2S酸性氣體的主要途徑有兩種一種是制硫磺；另一種是制硫酸。
目前石化裝置中的H2S酸性氣體多用于制硫磺，其中大多數(shù)工廠采用克勞斯法回收硫磺。然而，克勞斯裝置建設(shè)投資和運(yùn)行費(fèi)用都很高，這大大提高了產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，硫回收經(jīng)濟(jì)狀況不理想，制硫裝置普遍處于虧損狀態(tài)。同時(shí)，目前裝置中硫的轉(zhuǎn)化率普遍不高，平均轉(zhuǎn)化率約94％，這影響了硫的利用率。轉(zhuǎn)化器的出口氣體中尚含有硫化氫等有害成分，有些裝置有尾氣處理系統(tǒng)，而有些裝置則沒有，排放的有害氣體對(duì)大氣造成嚴(yán)重污染。
而在硫酸生產(chǎn)方面，現(xiàn)在國(guó)際市場(chǎng)硫磺價(jià)格較低，很多硫酸廠用硫磺作為制酸原料，以硫磺為原料制硫酸的年生產(chǎn)能力逐年上升。對(duì)于硫回收裝置來說，硫磺價(jià)格受到市場(chǎng)的沖擊，而生產(chǎn)硫磺的代價(jià)又很高，用這么高代價(jià)生產(chǎn)出來的硫磺又用作生產(chǎn)硫酸，這樣的生產(chǎn)路線在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上都是很不合理的。
所以，從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上考慮，由于硫化氫可以直接制造硫酸，而不必將硫化氫制成硫磺然后再制硫酸，這樣可以省去許多復(fù)雜的工藝過程，并生產(chǎn)出在工業(yè)上使用廣泛的硫酸，從而使硫回收取得好的經(jīng)濟(jì)效益。因此，從經(jīng)濟(jì)和環(huán)保上考慮，對(duì)于一些硫回收裝置，采用H2S直接制硫酸比制硫磺更合理。
H2S制酸有不同的工藝路線，如H2S燃燒濕法冷凝成酸法等，但這些方法項(xiàng)目投資高，并且生產(chǎn)過程的操作比較困難，這就制約了H2S制酸工藝的應(yīng)用和推廣。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足而提出的一種簡(jiǎn)化處理工藝，降低項(xiàng)目投資和產(chǎn)品成本，提高H2S酸性氣體硫回收的效益，更好地保護(hù)環(huán)境的硫鐵礦沸騰爐摻燒H2S酸性氣體的方法。
本發(fā)明中，H2S酸性氣體與硫鐵礦同時(shí)作為制酸的原料，這樣在生產(chǎn)硫酸的同時(shí)H2S酸性氣體也得到了利用和處理，即用硫鐵礦制酸裝置來處理H2S酸性氣體。
本發(fā)明是這樣來實(shí)現(xiàn)的H2S酸性氣體被直接引入硫酸生產(chǎn)裝置的沸騰爐內(nèi)，在沸騰爐內(nèi)與硫鐵礦一同燃燒，產(chǎn)生的含SO2爐氣去后系統(tǒng)制酸。從整個(gè)工藝過程看，本項(xiàng)發(fā)明只涉及到沸騰爐的改造與操作，而后系統(tǒng)與普通硫鐵礦制酸過程基本相同。
在處理H2S酸性氣體的工藝中，沸騰爐既作為H2S又作為硫鐵礦的燃燒爐。在沸騰爐結(jié)構(gòu)改造方面，和燃燒硫鐵礦相比爐內(nèi)增加了H2S進(jìn)氣裝置。沸騰爐的換熱面積和爐氣停留時(shí)間需根據(jù)H2S酸性氣體量進(jìn)行核算?？諝馊匀挥蔂t底進(jìn)入，H2S酸性氣體通過H2S進(jìn)氣管由沸騰層或沸騰爐上部擴(kuò)大層進(jìn)入爐膛內(nèi)。H2S進(jìn)氣管和管上開孔數(shù)量由酸性氣體量決定，進(jìn)氣管在沸騰爐內(nèi)水平布置，管上開孔位置、大小及數(shù)量需保證H2S酸性氣體均勻地進(jìn)入沸騰爐。
在沸騰爐的操作方面。先將硫鐵礦的焙燒調(diào)至正常，在正常的沸騰爐操作狀態(tài)下，酸性氣體開始進(jìn)入沸騰爐，酸性氣體中的H2S與爐氣中的O2產(chǎn)生反應(yīng)，生成SO2和H2O，在此過程中通過增減加礦量來調(diào)節(jié)出口爐氣中的氧量，保證H2S和硫鐵礦在爐內(nèi)充分燃燒，同時(shí)控制升華硫和SO3的產(chǎn)生。
這種處理酸性氣體的方法有這樣的特點(diǎn)，適合于處理酸性氣體氣濃氣量不穩(wěn)定的情況。在許多場(chǎng)合下，石化裝置副產(chǎn)的H2S酸性的氣體氣濃氣量是不穩(wěn)定的，這給生產(chǎn)操作帶來困難。如果用沸騰爐來處理H2S酸性氣體，可以比較有效的解決這個(gè)問題。在沸騰爐摻燒H2S的情況下，由于爐內(nèi)有硫鐵礦和H2S兩種介質(zhì)在燃燒，同樣需要消耗空氣中的氧，因此，當(dāng)H2S酸性氣體產(chǎn)生波動(dòng)時(shí)，爐氣中的氧量會(huì)發(fā)生變化，此時(shí)可以通過增減加礦量來調(diào)節(jié)爐氣中的氧含量。在具體操作過程中，氧含量可由安裝在爐氣出口的氧表顯示，并可通過氧表控制加料機(jī)的轉(zhuǎn)速及加料量。當(dāng)H2S燃燒耗氧量增加時(shí)，硫鐵礦的入爐量就減少；反之，耗氧量減少，則增加硫鐵礦量。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例沸騰爐模擬試驗(yàn)裝置。爐子直徑100mm，擴(kuò)大層直徑200mm，爐體高2.9m，沸騰層操作氣速約1.24m/s，爐氣在爐膛內(nèi)停留時(shí)間6.4s。
當(dāng)進(jìn)行摻燒試驗(yàn)時(shí)，由H2S酸性氣體進(jìn)口通入一定量的H2S與CO2混合氣體，其中H2S含量約33.3％，CO2約66.7％；H2S的摻燒比例從10％～100％(按酸性氣體中的硫占原料總硫的百分比計(jì))；H2S酸性氣體量占空氣量的1.25％～10％；出口爐氣的氧濃度為0.3％～8.0％。
試驗(yàn)證明，在正常的操作狀況下，沸騰爐出口檢不出H2S，H2S酸性氣體可以在沸騰爐內(nèi)完全燃燒，爐氣成分符合制酸要求。同時(shí)，H2S酸性氣體的進(jìn)入不會(huì)對(duì)沸騰燃燒產(chǎn)生不利影響，無爆炸等異?，F(xiàn)象。
權(quán)利要求
1.一種硫鐵礦沸騰爐摻燒硫化氫酸性氣體的方法，H2S酸性氣體被直接引入硫酸生產(chǎn)裝置的沸騰爐內(nèi)，在沸騰爐內(nèi)與硫鐵礦一同燃燒，產(chǎn)生的含SO2爐氣去后系統(tǒng)制酸，其特征在于在沸騰爐內(nèi)增加了H2S進(jìn)氣裝置，沸騰爐的換熱面積和爐氣停留時(shí)間根據(jù)H2S酸性氣體量進(jìn)行核算，空氣仍然由爐底進(jìn)入，H2S酸性氣體通過H2S進(jìn)氣管由沸騰層或沸騰爐上部擴(kuò)大層進(jìn)入爐膛內(nèi)，H2S進(jìn)氣管和管上開孔數(shù)量由酸性氣體量決定，進(jìn)氣管在沸騰爐內(nèi)水平布置，管上開孔位置、大小及數(shù)量需保證H2S酸性氣體均勻地進(jìn)入沸騰爐。
全文摘要
本發(fā)明屬于硫酸生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域,提出了一種處理石化裝置中H
文檔編號(hào)C01B17/69GK1344673SQ0112726
公開日2002年4月17日 申請(qǐng)日期2001年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月26日
發(fā)明者蔡齋如, 高曉玲, 郝德山, 王明權(quán), 丁健華 申請(qǐng)人:南化集團(tuán)研究院